Razvoj nekaterih vrst raka - raka želodca in raka materničnega vratu, na primer - imeti dobro vzpostavljene mikrobne povezave. Naše tehnologije za proučevanje človeškega mikrobioma so v zadnjih dveh desetletjih hitro napredovale in se še naprej razvijajo vsak dan. Kot rezultat, zdaj imamo veliko novih tehnik za pridobivanje podatkov o sestavi in aktivnostih človeškega mikrobioma, in mnogi raziskovalci raka si prizadevajo uporabiti te informacije za razumevanje novih mikrobnih povezav.
Vendar pa ker so analitične metode tako nove, programske opreme, potrebne za pretvorbo teh podatkov v novo znanje, trenutno primanjkuje. S tem financiranjem je to programsko vrzel bomo zapolnili z razvojem nove odprtokodne programske opreme za povezovanje človeškega mikrobioma z rakom. Pričakujemo, da nam bo to na koncu omogočilo boljše razumevanje razvoja raka, za zgodnje odkrivanje raka ter izboljšanje zdravljenja in okrevanja raka. "
Greg Caporaso, Direktor, Center za uporabno mikrobiomsko znanost
Projekt, ki ga financira NCI, bo Caporasu in njegovi ekipi omogočil izboljšanje QIIME 2, programsko platformo za bioinformatiko, ki so jo prvič izdali konec leta 2016, izboljšati dostop do bioinformatičnih metod in podatkov o mikrobiomih raka. Caporasova ekipa na NAU vključuje podiplomske in dodiplomske študente ter redne inženirje programske opreme.
Matthew Dillon in Evan Bolyen, dva raziskovalna inženirja programske opreme v laboratoriju Caporaso in prvi avtorji na dokumentu QIIME 2, bo osrednje vključen v vse vidike oblikovanja in razvoja tega projekta. Ekipa namerava QIIME 2 razviti v mikrobiomsko multi-omics bioinformatično platformo, podpira analizo in integracijo genomskih, metagenomsko, metabolomika in drugi "omiški" podatki, ki ga vodijo potrebe raziskovalne skupnosti za raka.
"Številni pomembni mikrobiomski projekti raka so napredovali z integracijo različnih podatkovnih tipov, kljub temu pa ostajajo precejšnje tehnične ovire pri doseganju bioinformatike mikrobiomov z več omiki dostopne vsem raziskovalcem, katerih projekti bi imeli koristi od teh metod, "Je dejal Caporaso.
Z izkušnjami na področju programskega inženiringa, Caporasov prejšnji projekt, QIIME 1, se je začelo pred 12 leti v sodelovanju s podoktorskim svetovalcem Robom Knightom, zdaj direktor Centra za mikrobiomske inovacije na Kalifornijski univerzi, San Diego (UCSD). QIIME 1 je bil zasnovan za olajšanje lastnih študij mikrobiomov - na primer tistih, ki jih najdemo pri ljudeh ali v tleh -, pa tudi za omogočanje dostopa do teh metod vsem raziskovalcem mikrobiomov.
Caporaso se je fakulteti NAU pridružil leta 2011, kjer je nadaljeval svoje delo na področju QIIME 1. S sodelovanjem s partnerstvom za preprečevanje raka domorodnih Američanov, in nato med soboto v NCI, Caporaso je spoznal potencialni pomen človeškega mikrobioma za raka. Njegovi primarni članki o QIIME 1 in 2 so bili zdaj citirani že skoraj 25, 000 -krat v primarni raziskovalni literaturi, zaradi česar je eden najbolj cenjenih raziskovalcev na NAU, po Google Scholar, in Caporaso ugotavlja, da je skoraj 20 odstotkov teh citatov iz študij o raku. To ga je pripeljalo do tega, da se je začel osredotočati na boljšo podporo skupnosti za raziskave raka z QIIME, in nazadnje do te petletne nagrade NCI.
"To je razburljivo za raziskovalce raka, saj bo omogočilo novo vrsto študije na področju raziskav mikrobiomov, "je dejal." QIIME se običajno uporablja za ustvarjanje taksonomskega razumevanja mikrobioma-kateri mikrobi so prisotni v tem okolju, in kako se skupnosti mikrobiomov med seboj primerjajo glede na njihovo taksonomsko sestavo. Začnejo se uporabljati nove tehnologije, ki nam pomagajo razmisliti o drugih dejavnikih, na primer s kakšnimi biološkimi dejavnostmi se ukvarjajo mikrobi, in presnovne produkte teh dejavnosti. Združevanje teh podatkov, skupaj s podatki o gostitelju, kot je njihov genom, zagotovo nas bo pripeljalo do novega mehaničnega razumevanja vloge mikrobioma pri raku. "
QIIME 2 bo podpiral analizo novih vrst podatkov, kot so metagenomika in metabolomika, odgovarjati na vprašanja v zvezi z aktivnostjo mikrobov. To bo vključevalo informacije o funkcionalnih genih, kodiranih v mikrobnih genomih, in presnovkih, prisotnih v okolju - majhnih molekulah, kot sta kofein ali etanol, in proizvodih, ki jih proizvajajo mikrobi - ter o tem, kako bi lahko vplivali na gostitelja.
"Z mikrobiomskim profiliranjem, dobivamo predstavo o biologiji; s profiliranjem presnovkov, dobivamo sliko kemije. To nam pomaga razumeti širše, bolj celosten pogled na to, kar se dogaja v tem neskončno kompleksnem okolju črevesnega mikrobioma, kjer imate trilijone celic, ki medsebojno delujejo in njihova okolja, vsi ustvarjajo in porabljajo presnovke, ki vplivajo na njihovo vedenje in vedenje naših celic. Ne samo, da bomo vedeli, kdo je tam v smislu mikroorganizmov, ampak kaj počnejo, kje živijo in kako sodelujejo. "
Tako kot pri QIIME 1, QIIME 2 je odprtokodna programska platforma, brezplačno in na voljo vsem. QIIME 2 je bil zasnovan za razširitev avtomatiziranih metod sledenja in poročanja za izboljšanje ponovljivosti raziskav, s tem financiranjem bo skupina ustvarila nova orodja za pomoč pri dolgoročnem arhiviranju podatkov. Caporasova ekipa četrtletno objavlja posodobitve za QIIME 2, in že so začeli delati pri doseganju nekaterih ciljev te nepovratne pomoči.
"To je neverjetno razburljiv projekt za raziskovalno skupnost rakavih mikrobiomov, "je povedala Melissa Herbst-Kralovetz, izredni profesor na Centru za raka Univerze v Arizoni in direktor raziskovalnega programa za zdravje žensk na Medicinski fakulteti UA-Phoenix. "Moj laboratorij raziskuje vlogo mikrobiote pri ginekološkem raku, spolno prenosljive okužbe in zdravje žensk. Trenutno, uporabljamo 3D in vitro človeške modele za boljše razumevanje vloge mikrobiote pri razvoju in napredovanju raka, ki temelji na vključevanju različnih tipov podatkov iz kliničnih vzorcev in naših laboratorijskih 3D modelov. Nova funkcionalnost, ki se razvija za QIIME 2, nam bo pomagala oceniti natančnost teh modelov, in na koncu prevesti informacije, ki jih pridobimo s temi 3D modeli, nazaj v kliniko za boj proti raku. "
"Ko bomo lahko začeli povezovati biologijo gostitelja, mikrobiologija in kemija, takrat bomo res lahko ugotovili nekatere manjkajoče povezave med mikrobiomom in razvojem raka ali zdravljenjem raka, "Je rekel Caporaso.
Bakteriofagi lahko zdravijo E. coli, ne da bi poškodovali črevesje,
Zgornja endoskopija
Soočanje s sindromom razdražljivega črevesja
Bakterije v porodnem kanalu so povezane z manjšim tveganjem za nastanek raka jajčnikov
Človeški koronavirusi potrebujejo organske snovi za učinkovit prenos med površinami
Zaviralci GSK-3 obetajo pri zdravljenju okužb s koronavirusom
Presaditev vaginalne tekočine bi lahko pomagala pri zdravljenju ponavljajoče se bakterijske vaginoze
Bakterijska vaginoza je pogost in neprijeten problem mnogih žensk. Zdaj so raziskovalci ugotovili, da bi lahko presajanje vaginalnih tekočin zdrave ženske ženskam z motečo bakterijsko vaginozo obnovil
Vaginalni mikrobiom lahko vpliva na učinkovitost terapije za preprečevanje HIV
Nova študija, ki jo je opravil dr. Nichole Klatt z Univerze v Minnesoti, in sodelavci, je pokazala, da so vaginalne mikrobne skupnosti povezane s povečanim tveganjem za okužbo z virusom HIV in lahko
Nov model za presaditev vaginalnega mikrobioma
Bakterijska vaginoza je stanje, ki prizadene na tisoče žensk po vsem svetu, in ni povezana le z vaginalnimi simptomi, ampak tudi z nosečnostjo povezanimi zapleti, vključno s prezgodnjim porodom in mrt